烤烟品种K326密集烘烤定色期、干筋期工艺关键参数阈值研究

任 可，李佛琳，黄 维，张 宇，陈 洁，和健森，蔡永豪， 胡小东，陈有福，邹聪明*

( 1.云南省烟草农业科学研究院, 云南 昆明 650031；2.云南农业大学烟草学院, 云南 昆明 650201；3.云南省烟草公司楚雄州公司, 云南 楚雄 675000)

【研究意义】烟叶烘烤是影响烟叶品质的关键环节，变黄阶段是增进烟叶品质的重要时期，定色阶段是稳定已获得的化学品质的关键时期，干筋阶段是对烟叶香吃味的补充和大量排湿干燥时期[1]。烟叶烘烤过程中定色、干筋期的温湿度及时间调控技术不仅影响烟叶香气成分物质和常规化学成分变化[2-4]，还影响烟叶的香气量、香气质和刺激性等感官评吸质量的高低[5]。【前人研究进展】目前，有关烟叶密集烘烤过程的研究多集中于对变黄期不同温湿度的调控，且大多是研究温湿度对决定烟叶香吃味的致香成分物质[6]和生理特性及主要酶活性[7]的报道。然而对于烟叶密集烘烤变黄期结束后的定色、干筋期温湿度及时间调控技术报道尚少，系统性研究还较粗放，且争议点较多，尚无一个合理的数据支撑，烟叶烤后仍存在组织僵硬、油分偏少和香气不足等突出问题。【本研究切入点】段玉琪[8]，任汝周[9]等2016年在云南省玉溪市研和基地完成的前期试验得出K326定色期、干筋期的适宜干湿球温度以及时间调控范围。【拟解决的关键问题】为改善云南滇中区域烟叶烘烤品质，提高云南烟叶密集烘烤质量，提供更准确的数据支撑服务，在K326已有定色期、干筋期的工艺参数研究基础上，通过密集烤房烘烤验证并优化烘烤定色、干筋期的各时期适宜温、湿度和时间调控范围，同时立足于符合云南地方特色且操作简便、易控、可靠，能大面积示范推广原则上，对其做出进一步调整完善，以期为云南滇中区域烟叶密集烘烤变黄期结束后的进一步调制更为准确的理论参数范围提供参考和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试品种为K326，由玉溪中烟种子有限责任公司提供。2017年大田试验在云南省玉溪市江川区九溪镇(E102°38′，N24°18′，海拔1730 m)进行，植烟土壤为红壤。密集烘烤试验在云南省玉溪市红塔区研和试验基地(E102°29'，N 24°14'，海拔1635 m)进行。采收鲜烟素质一致的K326中部烟在3台气流下降式密集烤房进行烘烤。

1.2 试验设计

1.2.1 大田试验与编烟 2017年4月22日进行烟苗移栽，烤烟种植密度为1.65万株/hm2，株行距50 cm × 120 cm，所施烟草专用复合肥为N∶P2O5∶K2O = 1∶2∶2.5，施用量为纯氮105 kg/hm2和K2O 180～210 kg/hm2，施肥方法为全部磷肥、1/3氮肥和钾肥作基肥塘施，其余氮肥和钾肥作追肥于移栽后15、30 d分2次施完。打顶后留叶20～22片，其他栽培措施按照当地优质烟栽培技术要求进行。选取同一地块的适熟中部烟叶作为烟样。编烟按照当地常规做法进行，每竿编烟100片，每层150～170竿，共3层。

1.2.2 密集烘烤定色期、干筋期的干球温度、湿球温度及烘烤时间阈值范围验证试验 烘烤变黄阶段采用玉溪市主推烘烤工艺模式进行，主体试验中部分定色期、干筋期(具体细分为定色前期、定色后期和干筋前期、干筋后期)的工艺主要依据玉溪烟区主推烘烤模式并参考烘烤专家经验设计(图1)。

干球温度调控范围验证试验设计为烟叶通过变黄期正常变黄后，在随后的4个时期(定色前期、定色后期和干筋前期、干筋后期)分别控制固定的湿球温度、烘烤时间，同时在4个时期分别设置4个不同的干球温度处理，每个处理重复3次(3座烤房)，如表1所示。

湿球温度调控范围验证试验设计为烟叶通过变黄期正常变黄后，在随后的4个时期(定色前期、定色后期和干筋前期、干筋后期)分别控制固定的干球温度、烘烤时间，同时在4个时期分别设置4个不同的湿球温度处理，每个处理重复3次(3座烤房)，如表2所示。

表3 不同烘烤时间的处理

烘烤时间调控范围验证试验设计为烟叶通过变黄期正常变黄后，在随后的4个时期(定色前期、定色后期和干筋前期、干筋后期)分别控制固定的干球温度、湿球温度，同时在4个时期分别设置4个不同的烘烤时间处理，每个处理重复3次(3座烤房)，如表3所示。

1.2.3 测定项目与方法 分别对各处理烟叶的经济性状、主要化学成分以及感官评吸质量分析鉴定。

(1)经济性状分析。烤后烟叶按国标GB2635-92进行分级，供试烟叶请当地烟站分级手进行评估，价格均为当年当地价格。统计各处理烤后烟叶的上等、中等烟比例及均价。

(2)主要化学成分分析。主要检测总糖、还原糖、总氮、烟碱、淀粉五类主要化学成分。检测方法：总糖和还原糖含量分析参考《烟草及烟草制品水溶性糖的测定连续流动法》YC/T159-2002、总氮含量分析参考《烟草及烟草制品总氮的测定连续流动法》YC/T161-2002、烟碱含量分析参考《烟草及烟草制品烟碱的测定连续流动法》YC/T160-2002、淀粉含量分析参考《烟草及烟草制品淀粉的测定连续流动法》YC/T 216-2014。

(3)感官评吸质量分析。由7位云南中烟技术中心专家进行评价。评吸指标按照云南中烟单体烟叶感官质量评吸标准分为香气特性(香气量、香气质)、烟气特性(劲头、刺激性等)、口感特性(回味、津润感等)指标，合计100分。

表4 不同干球温度烤后烟叶经济性状分析

Table 4 Analysis of economic characters of flue-cured tobacco leaves treated with different dry bulb temperatures

表5 不同干球温度烤后烟叶化学成分及感官质量分析

1.3 数据统计

采用Excel 2007和SPSS19.0分析软件进行方差分析、计算和统计作图表。

2 结果与分析

2.1 定色期、干筋期不同干球温度对烟叶经济性状的影响

由表4可知，处理1G3、处理2G2、处理3G3和处理4G3与各自对应时期的其余处理相比，烤后烟叶中上等烟比例和均价最高。中上等烟比例和均价处理1G3与同时期其余处理相比分别高出5.89 %～28.53 %和3.46～12.83元/kg；处理2G2分别高出7.62 %～34.98 %和3.74～14.02元/kg；处理3G3分别高出2.81 %～21.9 %和0.97～7.33元/kg；处理4G3分别高出0.39 %～29.28 %和0.13～15.42元/kg。

2.2 定色期、干筋期不同干球温度对烟叶内在化学成分和感官质量的影响

从表5看出，在定色前期烤后烟叶淀粉含量随干球温度的升高呈明显升高趋势，其中淀粉含量以处理1G4最高，达到4.77 %，与其他3个处理差异显著。总糖则随干球温度的升高呈现下降趋势；总糖、还原糖含量各处理均呈现较高水平。各处理的总氮、烟碱都处于优质烟叶范围。此外，糖碱比处理1G2、处理1G3最为接近优质烟叶指标[10]。

表6 不同湿球温度烤后烟叶经济性状分析

Table 6 Analysis of economic characters of flue-cured tobacco leaves treated with different wet bulb temperatures

处理Treatment中上等烟比例(%)Ratio of mid-high grade leaves均价(元/kg)Average price1S178.5628.741S290.3332.211S386.9630.041S449.6911.632S177.528.342S279.2729.432S384.4430.082S478.7527.783S175.226.343S274.4826.813S376.4528.063S479.5129.434S174.0523.644S276.0925.314S376.8325.944S474.8324.58

在定色后期和干筋前期、干筋后期，淀粉和总糖变化各处理无明显差异，总氮和烟碱也无较大差别。但总糖与还原糖处理4G4显著低于其余处理，总氮和烟碱显著高于其余处理，其糖碱比与其余处理存在显著性差异。此外，从糖碱比的指标可以看出，以处理2G2、处理2G3、处理3G2、处理3G3、处理4G2和处理4G3化学成分协调性最好。

感官质量方面，处理1G2、处理2G3、处理3G3和处理4G3与各自对应时期的其余处理相比评吸质量总分最高。

表7 不同湿球温度烤后烟叶化学成分及感官质量分析

2.3 定色期、干筋期不同湿球温度对烟叶经济性状的影响

从表6可见，烤后烟叶中上等烟比例和均价处理1S2、处理2S3、处理3S4和处理4S3与各自对应时期的其余处理相比最高。其中处理1S2要分别高出3.37 %～40.64 %和2.17～20.58元/kg；处理2S3分别高出5.17 %～6.94 %和0.65～2.3元/kg；处理3S4分别高出3.06 %～5.03 %和1.37～3.09元/kg；处理4S3分别高出0.74 %～2.78 %和0.63～2.3元/kg。

2.4 定色期、干筋期不同湿球温度对烟叶内在化学成分和感官质量的影响

由表7可看出，在定色前期烤后烟叶淀粉含量随着湿球温度的升高呈明显下降趋势，其中以处理1S4最低，为2.39 %，与其他3个处理差异显著。各处理的总氮和烟碱大多处于适宜范围。糖碱比处理1S4明显高于优质烟叶水平，其余3个处理均属于合理范围。在定色后期、干筋前期、干筋后期，糖碱比的指标以处理2S2、处理2S3、处理3S3、处理3S4、处理4S2、处理4S3较为接近适宜范围，其化学成分最为协调。

表8 不同烘烤时间烤后烟叶经济性状分析

Table 8 Analysis of economic characters of flue-cured tobacco leaves treated with different flue-curing time

处理Treatment中上等烟比例(%)Ratio of mid-high grade leaves均价(元/kg)Average price1T168.3323.641T275.3526.81T378.927.611T471.524.372T172.0426.792T275.7227.542T370.8724.462T466.2522.313T174.1425.793T280.826.983T382.8327.083T471.8725.394T170.8925.784T280.7826.644T377.2526.394T473.9426.64

感官质量以处理1S2、处理2S3、处理3S3和处理4S2与各自对应时期的其余处理相比评吸质量总分最高。

表9 不同烘烤时间烤后烟叶化学成分及感官质量分析

2.5 定色期、干筋期不同烘烤时间对烟叶经济性状的影响

由表8可见，处理1T3、处理2T2、处理3T3和处理4T2与各自对应时期的其余处理相比，烤后烟叶中上等烟比例和均价最高。其中处理1T3分别高出3.55 %～10.57 %和0.81～3.97元/kg；处理2T2分别高出3.68 %～9.47 %和0.75～5.23元/kg；处理3T3分别高出2.03 %～10.96 %和0.1～1.69元/kg；处理4T2分别高出3.53 %～9.89 %和0～0.86元/kg。

2.6 定色期、干筋期不同烘烤时间对烟叶内在化学成分和感官质量的影响

从表9可见，定色前期烤后烟叶淀粉含量随时间的增加均呈明显下降趋势，其中以处理1T4淀粉含量最低，为1.35 %，与其他处理呈显著性差异。各处理的总氮和烟碱都处于优质烟叶范围。糖碱比除处理1T4偏高外，其余处理均趋于较合理指标范围。在定色后期、干筋前期、干筋后期，各处理的糖碱比以处理2T1、处理2T2、处理2T3、处理3T2、处理3T3、处理4T2、处理4T3较为接近适宜范围，其化学成分最为协调。

感官质量以处理1T3、处理2T2、处理3T3、处理4T3和处理4T4与各自对应时期的其余处理相比评吸质量总分最高。

3 讨 论

烟叶烘烤是环境温湿度、气体组分、酶、微生物及烟叶内在组分共同作用的复杂生理生化反应过程[11]，烘烤过程中环境温湿度很大程度上决定了烟叶内部各种生理生化变化和各种生物大分子的转化[7]，适宜的烘烤工艺关键参数阈值能有效改善烟叶的外观质量和内在品质，提高烟叶等级和经济价值[12]。

在前期对K326品种烟叶的烘烤工艺研究基础上，对密集烤房的定色期、干筋期工艺参数阈值进行了研究。由于所用初烤烟叶自身差异性较小，决定了其总氮含量，特别是烟碱这一类在烘烤过程相对稳定的成分彼此间差异性较小[13]。主要的区别是淀粉的降解及两糖含量的差异，试验结果可以看出，4个时期主要的淀粉降解阶段是定色前期，由于这是变黄期结束后的第一个阶段，烟叶内淀粉酶以及淀粉磷酸化酶的活性处于较高水平，致使不同的干球温度淀粉含量以及两糖含量的显著性差异，这与王怀珠[7]等的研究结果一致。但过高的干球温度使变黄期转定色前期升温速率较快，导致淀粉酶和淀粉磷酸化酶的活性受到抑制；同时较大的干湿球差致使相对湿度较低，影响淀粉酶活性的表达，减缓了淀粉的降解，导致两糖含量较低。在烟叶烘烤中后期，特别烟叶水分含量和环境湿度很低的情况下，烟叶中淀粉的含量基本不再有大的变化[14]。此外，也验证了变黄期较快的升温转入定色期导致烟叶中淀粉降解量、降解速率下降, 淀粉酶和淀粉磷酸化酶活性降低。

不同湿球处理的4个时期中也以定色前期的淀粉转化率和两糖含量呈明显差异，因在变黄期转入定色期时，相对低温高湿度条件会导致淀粉降解量增大[15]。由于该时期烟叶失水速率较慢，含水量较多，极大促进了淀粉酶活性表达[16]。温湿度相差过大会导致淀粉不能及时分解，使两糖含量下降，影响到糖碱比降低，使烤烟刺激性变重，而温湿度相差过小则会使淀粉过多分解，导致淀粉含量急剧下降，两糖含量明显增多，使得烟叶整体风格得到凸显。由此可知，在温度一定的条件下，湿度过高或过低致使密闭烤房内的温湿差太大或太小，没有良好的烘烤环境，生理生化反应受限制，发生化学反应不充分，导致烤后烟叶质量不佳。

在不同时间处理条件下，由于4个时期采用最适宜干湿球组合，烘烤时间适当延长使淀粉得到充分降解，两糖含量均较高，时间过短会致使淀粉降解不充分，两糖含量会较低。延长适宜的烘烤温湿度持续时间有利于还原糖的积累，提高卷烟的抽吸品质，这是由于烘烤后淀粉降解产生的还原糖在抽吸时裂解产生了酸性产物，对平衡碱性烟气有积极作用[17]。但烘烤时间过长也会使淀粉分解过多，两糖含量较高，致使烤烟糖碱比过高，而降低烤烟品质。

4 结 论

本研究得出的K326品种烘烤定色、干筋期的工艺关键参数阈值可以应用于云南滇中地区大规模密集烘烤推广示范与实施。